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地质条件复杂区找煤地震勘探的应用

2019/08/08 阅读:

摘要:山前区地震勘探工作存在地形起伏大,表层干扰重、能量衰减快和基岩地质条件复杂等不利影响,本文二维地震勘探工作兼顾浅、中、深层地震地质条件,在充分进行单因素变化对比试验基础上选择可控震源组合激发(全频带接收)、大排列接收施工方法,并按照“三边”原则合理调整观测系统,取得较好地震地质效果,为南疆复杂地区地震找煤提供参照。

关键词:山前二维地震;可控震源组合激发;大倾角地层;大偏移距接收

调查区距皮山县城直线距离约68km,行政区划主要位于皮山县克里阳乡、桑株乡和杜瓦镇,局部位于叶城县乌夏巴什镇。呈近长方形,长约91km,宽约10~13.8km,面积1122.35km2。全区海拔+2140m至+2900m,西部隐伏区河床砂砾堆积,中东部基岩出露区,地层倾角一般在60°以上,产状各异。

一、地震地质条件

调查区内含煤地层为中侏罗统杨叶组(J2y)。二维地震工程布置在西部隐伏(含煤潜力)区。地形起伏大,河床地段砂砾石堆积广泛,河水往复融冻;大部分地段沙土覆盖巨厚。受挽近构造运动影响,煤系地层发生断裂、推覆、变形,局部地段地层倾角较大且存在突变。上述特征极不利于地震反射波激发接收和共中心点能量汇聚。(图1)

二、工作方法

(一)试验内容在28-1孔附近开展S1点试验、S2点试验(共计23个)和段试验(1个)。通过震源台次、组合次数、驱动电平、起止频率、扫描长度、接收方式等多因素对比试验,得出结论:南北方向大部分单炮上发育疑似有效波反射弧,但连续性不强,且即使按倾斜界面的视距曲线考虑速度偏低(非基岩反射波),推断为河床地区厚层卵石层的多次绕射,地震测线与高倾角地层走向近垂直,偏移距小。(图2)东西方向单炮浅部存在反射波能量团,近炮点随机干扰和面波干扰较重,远道有效波反射特征明显。(图3)试验段特征波组明显,但浅部反射波连续性差,判定浅部地层在测线范围内产状陡倾或变化剧烈,深部地层产状单一倾角较缓,反射强轴很可能为深部侧方反射波叠加,局部地层走向近东西,倾角在30º以上。(图4)(其特征反射波组明显,但很可能为侧面反射波叠加所致)图4试验段初步叠加剖面

(二)施工方法为提高地震资料信噪比、保证有效覆盖次数和反射纵波接收,采用(北东-南西向主测线)单边下倾激发、上倾接收和(北西-南东向联络线)中间激发相结合方式,依地质假设预判、参照现场监控在构造转折端及时调整观测方法,有侧重取舍。如DZ28线小号部分老地层顺层推覆,下部极有可能发育含煤阶地,采用单边4800m接收方法,并将地震线南延至调查区边界;同时考虑河道砾石覆盖干扰,采用10m炮距激发,利于速度分析,提高信噪比和有效覆盖次数。在DZ28线大号地表条件改善部位改为20m炮距,接收排列不变;由地质成果推断南部地层南倾,北部地层北倾,且北部转折地带倾角大,无法接收反射纵波,故坚持保南不保北原则,将推测转折带向北顺延150米,保证南部浅部覆盖次数,之后采用小号单边4400米上倾排列接收,炮距20米。本次二维地震施工方法为:1.可控震源组合激发/震动台次:2台3次(最大初力28T);扫描长度:16s;扫描频率:7-110Hz;驱动电平:75%。2.采集参数/数字地震仪;检波器类型:DSU1;采样间隔:0.5ms;记录长度:7s;记录格式:SEG-D。3.观测方法:10m道距、20m或40m(局部10m)炮距、480道-560道排列接收。

三、解释成果

调查区内揭露煤层3层,自上而下编号为1、2、3号煤层,间距分别为68.76m、54.25m。二维地震测线4条,利用钻孔3个进行层位标定追索,解释2号、3号煤层赋存范围及深度,控制断层2条(测线网度较稀,断层位置参照槽探、地质浅钻成果推断解释)。前陆盆地近海缘阶地形态反映明显,结合地质假设推断煤层横向连续性差,沉积聚煤部位横向上具有穿时性。(图1、图5)

四、结论

(1)针对本区表浅层砾石、沙土覆盖,基岩倾角大(变化剧烈)等特点,采用可控震源组合激发,单边下倾激发上倾方向大排列接收和“三边”工作原则,取得较好地震地质效果。大体了解地震工区二叠系基底构造形态,圈定侏罗系杨叶组大致范围,基本查明主要煤层赋存范围和深度。(2)按照反射定律,松散覆盖层客观上扩大了高倾角基岩反射纵波近垂向回返的有效观测范围,用适当方法可获得有效反射纵波,但受测线方向制约,且不满足共中心点水平叠加基本假定,如采取二维地震则应以地层倾向为分界线布设X型测线,并进行叠前偏移处理;或布设三维地震。

参考文献:

[1]张胜业,潘玉玲.应用地球物理学原理[M].武汉:中国地质大学出版社,2009.

[2]刘天佑.应用地球物理数据采集与处理[M].武汉:中国地质大学出版社,2004.

[3]陆基孟,王永刚.地震勘探原理[M].东营:中国石油大学出版社,2011.

作者:李方中 付小虎 崔英 陈超 王新华 单位:新疆维吾尔自治区煤田地质局综合地质勘查队

地质条件复杂区找煤地震勘探的应用

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